一種混合式光纖電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電流互感器，特別涉及一種混合式光纖電流互感器，屬于電子設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電流互感器作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，對電力系統(tǒng)的正常運行和電力的精確計量有非常重要的作用。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，新的供電電壓等級不斷提高，系統(tǒng)的測量和保護精度要求不斷提高，電子式新型電流互感器替代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是必然的趨勢，但是在高精度、高可靠性、寬響應(yīng)帶寬等特點方面仍存在很大缺陷。
[0003]無源型結(jié)構(gòu)是近年來比較盛行的，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，且完全消除了傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)元件，無磁飽和問題，充分發(fā)揮了光電互感器的特點，尤其是在高壓側(cè)不需要電源器件，使高壓側(cè)設(shè)計簡單化，互感器運行壽命有保證。其缺點是光學(xué)器件制造難度大，測量的高精度不容易達到。尤其是此種電流互感器受費爾德(Verdet)常數(shù)和線性雙折射影響嚴(yán)重。而目前尚沒有更好的方法能解決Verdet常數(shù)隨溫度變化而出現(xiàn)的非線性變化即系統(tǒng)的線性雙折射問題，所以很難在工業(yè)中得到實際應(yīng)用，目前這類互感器的研究都僅限于在實驗室里實現(xiàn)。
[0004]全光纖型光電電流互感器的優(yōu)點是傳感頭結(jié)構(gòu)最簡單，比無源的容易制造，精度和壽命與可靠性比無源型要高。缺點是這種互感器的光纖需要保偏光纖，比有源型和無源型所采用的普通光纖特殊，要做出有高穩(wěn)定性的保偏光纖很困難，造價比較高。
[0005]從理論上講，全光纖型和無源型電流互感器具有測量范圍大、電絕緣性優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高等特點。但是實際的傳感器還存在許多問題，它們的光源、光纖及信號的處理技術(shù)等要求比較高。最重要的是，系統(tǒng)所用光纖本身的雙折射效應(yīng)及費爾德常數(shù)隨著環(huán)境因素(如溫度、壓力、震動等)的變化而變化，影響測量的精度。這給整個光路的調(diào)整、校準(zhǔn)及防震等帶來了很大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供本發(fā)明一種混合式光纖電流互感器，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明一種混合式光纖電流互感器，包括精密電流傳感頭、高壓變換系統(tǒng)、高壓端供電系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、模擬信號調(diào)理系統(tǒng)、低壓模擬輸出系統(tǒng)和低壓端供電系統(tǒng)，所述精密電流傳感頭與高壓變換系統(tǒng)相連，所述高壓端供電系統(tǒng)對高壓變換系統(tǒng)供電，所述高壓變換系統(tǒng)通過信號傳輸系統(tǒng)與低壓模擬輸出系統(tǒng)相連，所述低壓模擬輸出系統(tǒng)通過模擬信號調(diào)理系統(tǒng)輸出信號，所述低壓模擬系統(tǒng)通過低壓端供電系統(tǒng)供電，所述精密電流傳感頭設(shè)有兩個接觸端，所述模擬信號調(diào)理系統(tǒng)連接有專用儀表顯示系統(tǒng)。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述精密電流傳感頭采用rogowski線圈作為傳感元件。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述高壓端供電系統(tǒng)采用光驅(qū)動方法供電，包括激光器、傳能光纖、光電池和高壓端，通過激光器發(fā)射激光將光能量經(jīng)過傳能光纖傳輸至高壓端。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述信號傳輸系統(tǒng)包括高壓部分和低壓部分，所述高壓部分包括積分器、A/D轉(zhuǎn)換器和時序調(diào)節(jié)電路，所述積分器與A/D轉(zhuǎn)換器、高壓變換系統(tǒng)相連，所述低壓部分包括D/A轉(zhuǎn)換器、微處理器和時序發(fā)生電路，所述A/D轉(zhuǎn)換器通過光纖通道與D/A轉(zhuǎn)換器相接，所述D/A轉(zhuǎn)換器通過時序發(fā)生電路、并通過光纖通道與時序調(diào)節(jié)電路相連，所述時序調(diào)節(jié)電路與A/D轉(zhuǎn)換器相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、時序發(fā)生電路和時序調(diào)節(jié)電路構(gòu)成一個循環(huán)，所述微處理器與低壓模擬輸出系統(tǒng)相連。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述低壓端供電系統(tǒng)由AC/DC變換系統(tǒng)、電磁補償系統(tǒng)、電力母線和鐵芯線圈組成，所述AC/DC變換系統(tǒng)和電磁補償系統(tǒng)均與鐵芯線圈相連。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述專用儀表顯示系統(tǒng)包括A輸入通道和B輸入通道，所述A輸入通道和B輸入通道均通過交流信號全波整流電路連接有濾波電路，所述濾波電路通過A/D轉(zhuǎn)換器連接有MCU系統(tǒng)，所述MCU系統(tǒng)連接有數(shù)碼管。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述模擬信號調(diào)理系統(tǒng)由前置差分放大器、低通濾波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D轉(zhuǎn)換器和DSP系統(tǒng)組成，通過前置差分放大器依次連接低通濾波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D轉(zhuǎn)換器、DSP系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明所達到的有益效果是:
[0016]1、混合式光纖電流互感器集現(xiàn)代電子技術(shù)和光學(xué)技術(shù)于一體，工作可靠、電路和光路簡單，比差和相差都能夠很好地滿足國標(biāo)中對0.2級電流互感器的要求，動態(tài)響應(yīng)速度、帶寬等性能都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁式電流互感器；
[0017]2、模擬信號調(diào)理系統(tǒng)在二次側(cè)輸出可以以模擬量或者數(shù)字量的形式給出，借助現(xiàn)代計算機技術(shù)，方便地實現(xiàn)互感器的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，實現(xiàn)變電站的無人值守、電能的精確計量。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0019]在附圖中:
[0020]圖1是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的高壓端供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的信號傳輸系統(tǒng)；
[0023]圖4是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的模擬信號調(diào)理系統(tǒng)；
[0024]圖5是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的低壓端供電系統(tǒng)；
[0025]圖6是本發(fā)明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的專用儀表顯示系統(tǒng)。
[0026]圖中標(biāo)號:1-精密電流傳感頭；2_高壓變換系統(tǒng)；3_高壓端供電系統(tǒng)；4-信號傳輸系統(tǒng)；5-模擬信號調(diào)理系統(tǒng)；6_低壓模擬輸出系統(tǒng)；7_低壓端供電系統(tǒng)；8_接觸端；9-專用儀表顯不系統(tǒng)；
[0027]300-激光器；301_傳能光纖；302_光電池；303_高壓端；
[0028]400-高壓部分；401_低壓部分；402_積分器；403_A/D轉(zhuǎn)換器；404_時序調(diào)節(jié)電路；405-D/A轉(zhuǎn)換器；406_微處理器；407_時序發(fā)生電路；408_光纖通道；
[0029]500-前置差分放大器；501-低通濾波器；502-主放大器；503-50Hz陷波器；504-A/D 轉(zhuǎn)換器；505-DSP 系統(tǒng)；
[0030]700-AC/DC變換系統(tǒng)；701_電磁補償系統(tǒng)；702_電力母線；703_鐵芯線圈；
[0031]900-A輸入通道；901-B輸入通道；902_交流信號全包整流電路；903_濾波電路；904-A/D轉(zhuǎn)換器；905-MCU系統(tǒng)；906_數(shù)碼管。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實施例:如圖1-6所示，本發(fā)明一種混合式光纖電流互感器，包括精密電流傳感頭1、高壓變換系統(tǒng)2、高壓端供電系統(tǒng)3、信號傳輸系統(tǒng)4、模擬信號調(diào)理系統(tǒng)5、低壓模擬輸出系統(tǒng)6和低壓端供電系統(tǒng)7，所述精密電流傳感頭I與高壓變換系統(tǒng)2相連，所述高壓端供電系統(tǒng)3對高壓變換系統(tǒng)2供電，所述高壓變換系統(tǒng)2通過信號傳輸系統(tǒng)4與低壓模擬輸出系統(tǒng)6相連，所述低壓模擬輸出系統(tǒng)6通過模擬信號調(diào)理系統(tǒng)5輸出信號，所述低壓模擬輸出系統(tǒng)6通過低壓端供電系統(tǒng)7供電，所述精密電流傳感頭I設(shè)有兩個接觸端8，所述模擬信號調(diào)理系統(tǒng)5連接有專用儀表顯示系統(tǒng)9 ;
[0034]所述精密電流傳感頭I采用rogowski線圈作為傳感元件；
[0035]所述高壓端供電系統(tǒng)3采用光驅(qū)動方法供電，包括激光器300、傳能光纖301、光電池302和高壓端303，通過激光器300發(fā)射激光將光能量經(jīng)過傳能光纖301傳輸至高壓端303 ；
[0036]所述信號傳輸系統(tǒng)4包括高壓部分400和低壓部分401，所述高壓部分400包括積分器402、A/D轉(zhuǎn)換器403和時序調(diào)節(jié)電路404，所述積分器402與A/D轉(zhuǎn)換器403、高壓變換系統(tǒng)2相連，所述低壓部分401包括D/A轉(zhuǎn)換器405、微處理器406和時序發(fā)生電路407，所述A/D轉(zhuǎn)換器403通過光纖通道408與D/A轉(zhuǎn)換器405相接，所述D/A轉(zhuǎn)換器405通過時序發(fā)生電路407、并通過光纖通道408與時序調(diào)節(jié)電